噬菌体结合的氯霉素e6:一种克服噬菌体耐药性的策略,用于清除碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌的生物膜以及治疗伤口感染
《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》:Phage-conjugated chlorin e6: A strategy overcoming phage resistance in biofilm eradication and wound infection therapy of carbapenem-resistant
Acinetobacter baumannii
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时间:2025年11月09日
来源:Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 3.9
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噬菌体-光敏剂协同治疗可克服铜绿假单胞菌耐药性并破坏生物膜,体内实验证实其持续抗菌效应。
CRAB(碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌)已成为全球医疗领域中极具挑战性的病原体之一。由于其对多种抗生素表现出高度耐受性,CRAB感染的治疗难度显著增加,特别是在形成生物膜后,其对抗生素的抵抗能力更加强烈。因此,寻找有效的新型抗菌策略,已成为当前医学研究的重要课题。在这一背景下,噬菌体疗法因其靶向性强、副作用小等优势,被视为一种有潜力的替代治疗手段。然而,随着噬菌体疗法的长期使用,细菌可能逐渐发展出对噬菌体的抗性,从而削弱其治疗效果。针对这一问题,研究者提出了一种新的联合疗法——噬菌体与光敏剂的组合治疗,这一策略可能为克服噬菌体抗性提供新的思路。
光敏剂(如氯in e6)在光动力疗法中具有重要作用,其在特定波长光照下能够激活并产生具有细胞毒性的活性氧(ROS),进而破坏细菌细胞膜并干扰其代谢过程。这种疗法能够有效灭活多种病原体,同时避免诱导病原体产生抗性。然而,光敏剂的治疗效果受到其选择性的限制,因为其缺乏对特定细菌的靶向能力,导致在治疗过程中可能对正常组织造成不必要的损伤。为了提高光敏剂的靶向性,研究者尝试将其与噬菌体结合,利用噬菌体的特异性吸附能力将光敏剂精准递送至目标细菌,从而增强其抗菌效果并减少对周围组织的不良影响。
本研究聚焦于一种新型的噬菌体-光敏剂复合物——ABP-Ce6。ABP是一种能够有效裂解CRAB Ab1513并破坏其生物膜的噬菌体,但在面对其耐药突变株Ab1513-BIM12时却失去了作用。这一现象表明,ABP在长期使用后可能无法再有效抑制CRAB的生长。为了克服这一问题,研究人员将Ce6与ABP结合,制备了ABP-Ce6复合物。该复合物在保留ABP裂解能力的同时,还增强了Ce6的光敏反应,从而在抗菌效果和生物膜破坏方面表现出更优异的性能。此外,ABP-Ce6在治疗CRAB Ab1513和其耐药突变株Ab1513-BIM12时均显示出良好的效果,且其疗效不受噬菌体抗性的影响。
ABP-Ce6的制备过程基于ABP蛋白质上的氨基与Ce6分子上的羧基之间的反应,从而形成稳定的共价键。通过紫外-可见光谱分析,研究人员发现ABP-Ce6在400 nm和668 nm处具有显著的吸收峰,这表明其成功结合了Ce6的光敏特性。同时,该复合物在体外实验中表现出较高的抗菌活性和生物膜破坏能力,特别是在对CRAB Ab1513和Ab1513-BIM12的处理上。与单独使用Ce6相比,ABP-Ce6不仅在抗菌效果上更优,还能更有效地抑制生物膜的形成和破坏已有的生物膜。这一结果表明,噬菌体-光敏剂的结合策略能够显著提高抗菌治疗的效率,特别是在面对耐药菌株时。
在体内实验中,研究人员评估了ABP-Ce6对感染CRAB Ab1513和Ab1513-BIM12的小鼠伤口的治疗效果。结果显示,ABP-Ce6能够显著促进伤口愈合,且其效果优于单独使用Ce6。这一发现进一步验证了ABP-Ce6在实际应用中的潜力。此外,ABP-Ce6在治疗过程中展现出良好的安全性和耐受性,没有对小鼠的健康造成明显影响,表明其可能成为一种具有临床应用前景的新型抗菌药物。
研究还发现,尽管ABP在面对Ab1513-BIM12时无法有效裂解,但ABP-Ce6仍能保持良好的抗菌效果和生物膜破坏能力。这一现象可能与ABP的可逆吸附特性有关。即使在噬菌体无法实现不可逆吸附的情况下,ABP仍能将Ce6递送至细菌表面,从而发挥其光敏作用。这种机制使得ABP-Ce6在面对耐药菌株时仍能保持疗效,为噬菌体疗法提供了一种新的解决方案。
总体而言,ABP-Ce6作为一种新型的噬菌体-光敏剂复合物,展现了显著的抗菌潜力,特别是在应对CRAB感染时。该策略不仅能够克服噬菌体抗性带来的挑战,还可能成为一种有效的补充疗法,以提高现有抗菌治疗的效果。此外,ABP-Ce6在促进伤口愈合和减少新生物膜形成方面也表现出良好的性能,为未来抗菌治疗提供了新的方向。
在实际应用中,噬菌体-光敏剂的结合策略可能为医疗领域带来深远影响。一方面,它能够提高抗菌治疗的针对性和效率,减少对正常组织的损伤;另一方面,它还能够延长抗菌治疗的有效期,为应对耐药菌株提供新的手段。这种策略的推广和应用,可能为减少新型抗菌药物的研发周期,提供有效的替代方案。同时,它也能够为噬菌体疗法在临床中的广泛应用提供支持,特别是在面对多重耐药菌株时。
此外,研究还发现,噬菌体-光敏剂的结合策略能够显著提高光动力疗法的效果。通过噬菌体的靶向性,光敏剂能够被精准地递送至细菌表面,从而在光照下产生更强的活性氧,进而更有效地破坏细菌细胞膜和代谢过程。这种机制不仅提高了光动力疗法的效率,还减少了对正常组织的损伤,使得该疗法在临床应用中更加安全和有效。因此,噬菌体-光敏剂的结合策略可能成为未来抗菌治疗的重要组成部分。
在研究过程中,研究人员采用了多种实验方法,包括体外抗菌活性测试、生物膜形成抑制和破坏实验,以及体内伤口感染模型的评估。这些实验不仅验证了ABP-Ce6的抗菌效果,还揭示了其在生物膜破坏和伤口愈合方面的潜力。此外,研究人员还分析了ABP-Ce6的结构和功能特性,以进一步理解其作用机制。这些研究结果为未来的抗菌治疗策略提供了重要的理论依据和实验支持。
值得注意的是,噬菌体-光敏剂的结合策略还具有一定的可调性。通过调整噬菌体与光敏剂的比例、结合方式以及光照条件,研究人员可以进一步优化ABP-Ce6的抗菌效果和生物膜破坏能力。这种灵活性使得该策略能够适应不同的临床需求,为个性化抗菌治疗提供可能。此外,研究人员还探讨了该策略在不同细菌种类和感染类型中的应用前景,为未来的研究提供了方向。
综上所述,噬菌体-光敏剂的结合策略为应对CRAB感染和耐药菌株提供了一种新的解决方案。该策略不仅能够提高抗菌治疗的效率,还能够克服噬菌体抗性带来的挑战,为未来抗菌治疗的发展提供了重要的参考。同时,该策略在促进伤口愈合和减少生物膜形成方面也表现出良好的性能,为临床应用提供了新的可能性。因此,噬菌体-光敏剂的结合策略可能成为一种有潜力的新型抗菌治疗手段,为全球医疗领域带来积极影响。
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